JPS5925922B2 - バ−ナ−素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、可燃性ガスを、例えば、海上プラットフォ
ームから廃棄するフレアに関するものであって、殊に非
常事態の際における石油ガスの廃棄に関するものである
。

海上プラットフォーム上に設営した採取装置から放出さ
れるガスのフレア中断は、特殊な問題を提起する。

プラットフォーム上の作業面積は限定されているため、
フレアから立ち上る火炎はその輻射熱を低下させるか、
またはこれを遮蔽して、輻射熱、炎のなめ上げおよび高
温煙道ガスの射出から人員を保護する必要がある。

更に、フレア処理を行う際に生ずる騒音が過度にならな
いようにする必要がある。

従来のフレアは、作業面積の限定された海上プラットフ
ォーム上では極めて不適当である。

その理由は、発生する細長い火炎を遮蔽することは困難
であり、必然的に輻射熱と火炎の危険を伴うからである
。

出願人の英国特許第１４２６．３３３号明細書は、バー
ナー素子について開示しているが、このバーナー素子は
複数の第１管体を貫通させた燃料室からなり、断面積を
増大させた第２管体からなるガス流減速装置を前記複数
の第１管体の個々の出口に装着し、第２管体を大気空間
により相互に分離し、燃料室の内部を夫々のコアンダノ
ズルのみにより前記複数の第１管体の夫々の孔部に連通
し、バーナー素子の使用に際し、ガス燃料を燃料室から
コアンダノズルを介して第１管体中に導入することによ
シ、周囲空気を燃料流中に同伴させ、次いで燃料と空気
とを第１管体の出口を介しかつ前記第２管体を経て燃料
帯域中へ通過させるものである。

本発明は上記の発明を発展させて、火炎の安定性を向上
させるものである。

スロット口部のリップを延長させ、この９ツブを介して
流体を圧力下に押出すと、この流体はスロットの出口の
軸線から徐々に方向を転じ、かくしてリップの延長部は
周囲流体に圧力降下を生ぜしめ、流体を低圧領域に向け
て流通させることが知られている。

この物理現象はコアンダ効果として知られ、この効果を
奏する胴体部はコアンダ本体として知られている。

従って、コアンダノズルは流体を高圧力で他の低圧流体
中へ選択された寸法の狭小なスロットを介して放出する
ことのできるノズルとして定義付けることができるもの
である。

なお、このスロットは、このスロットの一壁部と実質的
に連続するコアンダ本体の表面を備えるものである。

従って、本発明は流入口端部から流出口端部へ末広形に
放散する流出管と、前記流入口端部に備えられ同伴する
周囲空気と共に加圧燃料ガスを前記流出管の内側に沿っ
て通過させるコアンダノズルと、前記流出管の内壁に隣
接して通過する燃料ガスと同伴する空気層とを中心ガス
流から分離しかつこの燃料ガスと同伴する空気層とを中
心ガス流から外方へ偏向させる手段とからなるバーナー
素子を提供するものである。

燃料分に富んだ混合物を分離して流出管（すなわちトラ
ンペット管）の内壁部に沿って通過させることにより、
２次炎が形成され、これがトランペット管の後部から水
平環状に拡散することが判明している。

この２次炎は、中心のガス流から到来する１次炎（燃料
分の少いガスと空気の混合物）を流出管の口部上に保持
するように作用する。

この流出管は截頭円錐形状とするのが好ましい。

流出管の内壁に沿って通過する燃料ガスと同伴された空
気層とを分離して偏向させる最も好適な実施例は、流出
管壁部の流出口部から所定間隔離間させた火炎保持リン
グで構成される。

この火炎保持リングその他の分離手段は、実質的にコア
ンダの空気同伴分を減少させることなく、燃料分に富ん
だガス混合物（これは、リングすなわち分離手段が現存
しない場合に存在する）を分離するものであることが望
ましい。

これは、例えば、火炎保持リングを、機械的安定性を損
わない程度まで極力薄くすることによって達成される。

本発明の一実施例では、火炎保持リングは倒立した截頭
中空円錐体からをシ、この円錐体は流出管の夾角よりも
大きな夾角を有し、少くともこの円錐体の一部は流出管
中に臨んでいる。

第２実施例では、流出管の流出口部は外方へ伸展させて
リップを形成し、このリップ端部はガス流の中心軸線に
対し垂直であるのが最も好ましい。

リップは、好ましくは円弧状の横断面とするのが好適で
ある。

火炎保持リングの横断面は湾曲させるのが好ましく、円
弧状とするのが最も好ましい。

火炎保持リングと流出管壁部のリップとの間の離間距離
は、流出管の流出口（内部）直径に比較して例えば２−
５係と小さくする。

火炎保持リングと流出管壁部との間隙は、典型的には、
流出口内部直径が３５０ｒｒｖｎであるに対し５乃至１
０ｒｒｒ！ｒＬである。

まだ、第２実施例では、火炎保持リングの内縁部、すな
わちコアンダトランペットの喉部に近接したリングの縁
部は、トランペットの喉部から口部に向いているトラン
ペットの分岐区画の内壁部に沿って視線上または視線外
に存在する。

この構成の特徴は、ガス流の撹乱が形成されるのを鎮め
、コアンダの空気同伴を助けることである。

また、火炎保持リングと流出管の流出口との間の断面積
はガスが流れる方向に増大している。

本発明は、出願人の英国特許出願第 ２８０９４７７４号明細書に開示された自己調節スロッ
ト式コアンダユニットと関連して使用するのが殊に適し
ている。

炎上させるガスの量に依って、多数のコアンダバーナー
素子を組込んで配列させてもよい。

整列したコアンダバーナー素子の個々の中心は、トラン
ペット出口直径の２乃至３倍の距離だけ離間させるのが
好ましい。

このように配列して、２次空気が最も適切に同伴される
のを補助する。

この素子をフレア中で使用する場合は、パイロットライ
トを組込むのが好適である。

殊に海上プラットフォーム上で使用する場合、輻射熱遮
蔽板および／または風遮蔽板をフレアに組合わせるのが
好ましい。

次に、本発明につき添付図面を参照しながら実施例を挙
げて説明する。

図示のバーナーは、流出管すなわちトランペット１から
構成され、この流出管の流入口端部２は燃料室３によシ
囲撓されている。

なお、この燃料室３は気相状態の燃料を取入れる流入口
４を備えている。

燃料室３はスロット５を介して流出管１に開口し、この
スロットは流入口端部２の全円周に沿って延在しかつコ
アンダノズルの形状を有している。

コアンダノズルの特性によって、燃料流は壁部に接近し
て滞留し、この燃料流は流出管１を介して空気を充分吸
い込んで可燃性燃料ガス／空気混合物とし、これは燃焼
帯域において燃焼される。

流出管１の流出口端部６では、リップ７が外方へ伸展し
て水平位置または略水平に近い位置にまで延在している
。

火炎保持リング８（支持部材は図示しない）をリップ７
に取付け、このリング８はリップ７に対し平行でかつ同
様な湾曲度に形成する。

バーナーの使用に際し、圧力下に燃料室３に供給サレる
燃料ガスは、コアンダノズルのスロット５から現れる。

コアンダ効果によって、出現したガスをコアンダ表面に
伝って進行させ、周囲空気を流出管１の流入口端部２か
ら同伴させる。

次いで、この燃料ガスと同伴された空気とは、流出管１
に沿って、その流出口６に向けて流れる。

この流れは、豊富な燃料／空気の混合物によって環状に
包囲された貧弱な燃料／空気の混合物のコアーから構成
される。

火炎保持リング８は、環状の燃料に富んだガスを分離し
てこれを外方へ指向させる。

バーナーを点火すると、火炎保持リング８の作用によっ
て流出管の流出口６の周囲に沿って外方に延在する２火
炎が形成され、これは１火炎を流出管の流出口部６の上
方に保持するのに役立つ。

使用される典型的なコアンダバーナー素子の寸法は、次
の通如である。

コアンダトランペット口部直径 ＝３５０ｍｍコアン
ダトランペット喉部直径 ＝２１７ｍコアンダトラン
ペット半夾角 ＝３．５゜コアンダトランペット長
さく喉部−口部）＝５５０ｍｍ 炎保持リングとトランペット内壁との間の距離＝上流端
部で８ＴｒｒＩｎ１下流端部で１１ｒｒａｒＬ素子当り
の全ガス流２１日当り４５０万標準立方フイー） （０
，１２７Ｘ１０６ｉ）までガス流入多岐管における圧力
範囲 ＝０乃至７３ ｐ、ｓ、ｉ、（５，１３Ｋｙ／ｃｉ）３
つの素子から成るコアンダ整列部は、３５ｐｓｉｇ （
２，４６Ｋｙ／ｃｆ！ゲージ）の可燃性ガス（天然ガス
）を使用して稼動され測定された流速は８．７５ＭＭ５
ｃｆｄ（０，２５ｘ １０’ ｒ？Ｚｌ１日）であった
、なお、この素子は、トランペット口部の直径の３倍だ
け中心を離間させた。

得られた炎は実質的に輝きがなく、２０フイート（６，
１ｍ ）の高さであった。

このフレアは安定状態で１時間稼動しこの間フレア構造
体は比較的冷た＜（１６０℃）保持された。

このフレアユニットは、圧力を２ ｐｓｉｇ （０，１
４Ｋｙ／ｃａｔゲージ）にまで減少させたが満足の行く
稼動を続けた。

この圧力点では、炎の前部はトランペット口部中にまで
移動降下し、そこで圧力が零になって消えるまで燃焼を
継続した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係をバーナー素子の断面図である。 １・・・・・・流出管、２・・・・・・流入口端部、３
・・・・・・燃料室、４・・・・・・流入口、５・・・
・・・スロット、６・・・・・・流出口部、７・・・・
・・リップ、８・・・・・・火炎保持リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流入口端部から流出口端部へ末広形に放散する流出
   管と、前記流入口端部に備えられ同伴する周囲空気と共
   に加圧燃料ガスを前記流出管の内側に沿って通過させる
   コアンダノズルと、前記流出管の内壁に隣接して通過す
   る燃料ガスと同伴する空気層とを中心ガス流から分離し
   かつこの燃料ガスと同伴する空気層とを中心ガス流から
   外方へ偏向させる手段とからなるバーナー素子。 ２ 流出管は截頭円錐からなる特許請求の範囲第１項記
   載のバーナー素子。 ３ 流出管の内壁に沿って通過する燃料ガスと同伴され
   た空気層とを分離して偏向させる手段は、流出管壁部の
   流出口部から所定間隔離間させた火炎保持リングからな
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載のバーナー素
   子。 ４ 火炎保持リングは、流出管の夾角よ〃も大きな夾角
   を有する倒立截頭中空円錐からなシ、前記倒立截頭円錐
   は少くともその１部を流出管中に臨ませている特許請求
   の範囲第２項または第３項記載のバーナー素子。 ５ 流出管の流出口部は外方へ伸展させてリップを形成
   する特許請求の範囲第１項から第４項までの何れか１つ
   に記載のバーナー素子。 ６ リップは、ガス流の中心軸線に対し直角に外方へ伸
   展している特許請求の範囲第５項記載のバーナー素子。 ７９ツブはその断面が円弧である特許請求の範囲第５項
   または第６項記載のバーナー素子。 ８ 火炎保持リングは湾曲断面を有し、この湾曲断面部
   は流出管の流出口断面と相似でかつ流出口断面から所定
   距離離間している特許請求の範囲第５項から第７項まで
   の何れか１つに記載のバーナー素子。 ９ 湾曲断面は円弧形状をとる特許請求の範囲第８項記
   載のバーナー素子。 １０ 流出管の喉部に近いしている火炎保持リングの
   縁部は分岐流出管の内壁部に沿った視線上または視線外
   に位置する特許請求の範囲第８項または第９項記載のバ
   ーナー素子。 １１ 火炎保持リングと流出管の流出口との間の断面
   積はガスの流出方向に向けて増大する特許請求の範囲第
   ３項から第１０項までの何れか１つに記載のバーナー素
   子。 １２ 火炎保持リングと流出管の流出口との間の間隔
   は流出口の直径の２乃至５チである特許請求の範囲第３
   項から第１１項までの何れか１つに記載のバーナー素子
   。 １３ コアンダノズルは流出口のスロットを交差して
   ガス圧を実質的に一定に保持する手段を有する特許請求
   の範囲第１項から第１２項までの何れか１つに記載のバ
   ーナー素子。 １４ 各バーナー素子の中心は隣接するバーナー素子
   の中心から流出管の流出口直径の２倍以上の距離だけ離
   間され、前記各バーナーは流入口端部から流出口端部へ
   末広形に放散する流出管と、前記流入口端部に備えられ
   同伴する周囲空気と共に加圧燃焼ガスを前記流出管の内
   側に沿って通過させるコアンダノズルと、前記流出管の
   内壁に隣接して通過する燃料ガスと同伴する空気層とを
   中心ガス流から分離し、かつこの燃料ガスと同伴する空
   気層とを中心ガス流から外方へ偏向させる手段とからな
   るバーナー素子列。